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Biomedicina
segunda-feira, 30 de junho de 2014
domingo, 29 de junho de 2014
Dimensões do olfato
Estruturas dentro do núcleo explicam funcionamento genético dos neurônios especializados em detectar odores
Exuberantes tons de frutas e flores, especialmente violetas; caráter
vegetal e levemente apimentado com aroma de bosque; levemente frutado,
com notas minerais terrosas, associadas a nuances aromáticas de couro e
chocolate. Algumas descrições especializadas de vinhos parecem um
exercício mirabolante de imaginação, mas são também testemunho de um
faro apurado. E a maneira como o olfato consegue detectar essas
sutilezas não fica atrás em extravagância. A organização tridimensional
do material genético parece ser responsável pela capacidade singular de
cada neurônio olfatório de produzir apenas um tipo de receptor para
moléculas odorantes, segundo estudo recente da bioquímica Bettina
Malnic, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP).
“O DNA genômico não está espalhado ao acaso dentro da célula como uma
porção de espaguete em um prato de sopa”, compara a pesquisadora. Assim
como outros estudos feitos nas últimas décadas, a novidade deixa claro
que o funcionamento do olfato é ainda mais complexo do que as descrições
dos sommeliers, e para entendê-lo também é necessário pensar fora da norma.
Os neurônios olfatórios têm uma particularidade em relação às outras
células do corpo, que têm na superfície uma grande diversidade de
receptores capazes de reconhecer moléculas em seu entorno. Entre os mil
genes, aproximadamente, que em camundongos abrigam o código para
receptores de odorantes (são cerca de 400 nos seres humanos), apenas um
está ativo num determinado neurônio. E mais do que isso: apenas uma das
duas cópias do gene, ou alelos, está ativa. Essa especialização é
essencial para o mapeamento dos cheiros no cérebro – todos os neurônios
que têm sua superfície salpicada por um determinado tipo de receptor
mandam projeções para uma mesma região do cérebro, que reconhecerá o
aroma correspondente. Por essa razão, o buquê complexo de uma taça de
vinho ativa uma série de receptores diferentes que, por sua vez, atingem
diversas áreas especializadas no cérebro. Esse mapeamento do olfato em
termos de receptores e de como a recepção se organiza no cérebro rendeu o
Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina aos norte-americanos Linda Buck e
Richard Axel em 2004, e vem ocupando Bettina ao longo de sua carreira.
Há alguns anos, ela descobriu que as moléculas odorantes se encaixam
em mais de um receptor, embora estes sejam muito específicos (ver Pesquisa FAPESP nº 155).
São moléculas com várias pontas, cada uma delas com um encaixe
diferente. Por se conectarem a mais de um neurônio, cada molécula de
cheiro é capaz de ativar mais de uma área no cérebro. Esse código
complexo é o que permite que se detecte um amplo repertório aromático,
por meio da combinação da ação de vários receptores.
Para os seres humanos, que não são reconhecidos por seu faro apurado,
acreditava-se que esse repertório fosse da ordem de 10 mil odores.
Recentemente, porém, um estudo de pesquisadores da Universidade
Rockefeller, nos Estados Unidos, aumentou em muito essa estimativa. Os
pesquisadores norte-americanos fizeram uma série de misturas com 10, 20
ou 30 componentes a partir de um repertório de 128 moléculas odorantes, e
testaram a capacidade de voluntários de nariz bem treinado distinguirem
entre elas, segundo artigo publicado em março na Science. A
partir desses resultados, uma série de cálculos levou à cifra de 1
trilhão de estímulos olfativos. Bettina não acredita que esse número
deva ser tomado de forma muito literal, mas é importante por ser várias
ordens de grandeza superior à estimativa anterior. “Contraria a noção de
que o olfato não é importante para seres humanos”, reflete a
brasileira.
O que até agora não se conhecia era o mecanismo de silenciamento dos
genes que ficam inativos em cada um dos neurônios que lançam projeções
para a superfície do epitélio no fundo do nariz. “Procuramos entender
como o neurônio olfatório realiza a façanha de só ter a expressão de uma
das duas cópias de um único gene, dessa maneira tão eficiente.” Para
entender a regulação dos genes responsáveis pela construção dos
receptores para moléculas de odor, Bettina analisa o núcleo dos
neurônios como uma estrutura em que o material genético tem uma
organização espacial precisa. “O núcleo não é uma sopa com todas as
coisas jogadas ali, ele tem compartimentos, como se em cada sala uma
função diferente fosse desempenhada”, explica.
Arquitetura
Em células de camundongos, o grupo da USP usou uma técnica conhecida como imuno-DNA Fish tridimensional, que permite localizar dentro do núcleo os genes de receptores olfativos. “É como se dividíssemos o núcleo em fatias, que podemos juntar e obter uma imagem tridimensional”, explica Bettina. O trabalho, publicado em fevereiro deste ano na PNAS, foi feito em grande parte pela bióloga Lucia Armelin-Correa, durante o pós-doutorado no laboratório de Bettina. Ela usou um microscópio de alta resolução para visualizar as estruturas do núcleo dos neurônios. O que viu foi uma organização inesperada de regiões em que o DNA é enovelado de maneira mais compacta – a heterocromatina –, em que o funcionamento dos genes é inibido, e de áreas ativas – a eucromatina –, em que o material genético tem fisicamente mais espaço para suas reações bioquímicas. Lucia, Bettina e outros integrantes do laboratório detectaram uma particularidade nos neurônios olfatórios: a heterocromatina está condensada numa esfera junto ao centro do núcleo, e não em vários pontos menores e periféricos, como em outros tipos de células.
Em células de camundongos, o grupo da USP usou uma técnica conhecida como imuno-DNA Fish tridimensional, que permite localizar dentro do núcleo os genes de receptores olfativos. “É como se dividíssemos o núcleo em fatias, que podemos juntar e obter uma imagem tridimensional”, explica Bettina. O trabalho, publicado em fevereiro deste ano na PNAS, foi feito em grande parte pela bióloga Lucia Armelin-Correa, durante o pós-doutorado no laboratório de Bettina. Ela usou um microscópio de alta resolução para visualizar as estruturas do núcleo dos neurônios. O que viu foi uma organização inesperada de regiões em que o DNA é enovelado de maneira mais compacta – a heterocromatina –, em que o funcionamento dos genes é inibido, e de áreas ativas – a eucromatina –, em que o material genético tem fisicamente mais espaço para suas reações bioquímicas. Lucia, Bettina e outros integrantes do laboratório detectaram uma particularidade nos neurônios olfatórios: a heterocromatina está condensada numa esfera junto ao centro do núcleo, e não em vários pontos menores e periféricos, como em outros tipos de células.
O resultado é compatível com o que foi observado pelo grupo do grego
Stavros Lomvardas, da Universidade da Califórnia em São Francisco
(UCSF), em artigo publicado no final de 2012 na Cell. Segundo o
grupo norte-americano, que Bettina considera um bom competidor, essa
paisagem tridimensional em que genes e sequências de regulação estão ora
escondidos, ora expostos de acordo com o tipo de célula pode ser
essencial para determinar as características específicas de cada tecido.
Com uma sonda fluorescente que reconhece todos os genes que codificam
os receptores olfatórios, a equipe de Lomvardas mostrou de maneira
global que esses conjuntos moleculares estão agregados no compartimento
que reprime a atividade, a heterocromatina. O grupo de Bettina fez uma
análise mais detalhada e investigou a qual estrutura nuclear estão
associadas quatro regiões do DNA com genes para receptores olfatórios,
localizadas em três cromossomos diferentes. “Para todos os quatro genes,
vimos que em grande parte dos núcleos havia um alelo junto à
heterocromatina e outro não”, conta Bettina. Como controle, os
pesquisadores monitoraram também o gene de uma proteína olfatória que
está sempre ativo: este estava associado à heterocromatina apenas em 20%
dos núcleos examinados. A bioquímica da USP ainda fala com cautela, mas
acredita que os resultados podem explicar a inativação sistemática de
um dos alelos dos genes para receptores de odores.
Um resultado intrigante foi que cerca de 45% das marcas fluorescentes
para um dos genes estavam associadas à heterocromatina, e apenas outros
17% à eucromatina, onde deveriam estar os alelos ativos. Era uma
indicação de que uma parte deles deveria estar associada a alguma outra
estrutura.
Investigando
mais a fundo, a equipe de Bettina viu que é necessário analisar dois
tipos de heterocromatina para localizar as duas cópias de cada gene. A
heterocromatina constitutiva, concentrada no miolo do núcleo, abriga
pelo menos um dos alelos em grande parte das células. O outro costuma
estar localizado junto à heterocromatina facultativa, que nos neurônios
do olfato também se concentra numa área central do núcleo, formando como
que um chapéu em torno da constitutiva. Conforme o gene estudado, em
60% ou 73% dos núcleos examinados pelo menos um dos alelos estava
associado à heterocromatina facultativa. Como o nome indica, essa
estrutura pode se descondensar e alterar suas propriedades, de maneira
que os alelos localizados nela teriam a possibilidade de ser liberados
para a ação. “O mecanismo dessa repressão mais plástica ainda é pouco
estudado”, explica Bettina, que acredita que os dois tipos de
heterocromatina trabalhem em conjunto para regular a expressão gênica de
receptores de odores. “O padrão de distribuição dos dois tipos de
heterocromatina indica que algo importante está acontecendo ali.”
Até agora, o trabalho respondeu a algumas perguntas e gerou muitas
outras, com a possibilidade de ampliar o olhar para o genoma inteiro.
Por enquanto, o estudo mostrou que a organização das heterocromatinas e
da eucromatina pode ser diferente para cada tipo de célula, com um
impacto importante na atividade genética. “As vizinhanças entre genes
podem variar conforme o tecido”, diz Bettina. Com ajuda dessas
estruturas nucleares, o DNA pode se enovelar de maneira que genes que
ficam muito distantes, quando se considera o fio esticado, acabem por
estar juntos e possam funcionar em conjunto e influenciar um ao outro
por meio das moléculas que produzem.
“O olfato é um modelo”, alerta a bioquímica. Para ela, os neurônios
olfatórios são convenientes para esse tipo de estudo devido ao seu
sistema de inativação dos genes. O que eles revelarem pode, ela espera,
ajudar a entender a regulação do material genético nos outros tipos de
células.
Projetos
1. Os mecanismos moleculares do olfato (nº 2011/51604-8); Modalidade Projeto Temático; Pesquisadora responsável Bettina Malnic (IQ-USP); Investimento R$ 809.219,21 (FAPESP).
2. Regulação da expressão de genes de receptores olfatórios: estudo da arquitetura nuclear de neurônios olfatórios e do posicionamento relativo de alelos ativos e inativos (nº 2007/57734-5); Modalidade Bolsa no país – Regular – Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Bettina Malnic (IQ-USP); Bolsista Lucia Maria Armelin-Correa; Investimento R$ 222.662,28 (FAPESP).
1. Os mecanismos moleculares do olfato (nº 2011/51604-8); Modalidade Projeto Temático; Pesquisadora responsável Bettina Malnic (IQ-USP); Investimento R$ 809.219,21 (FAPESP).
2. Regulação da expressão de genes de receptores olfatórios: estudo da arquitetura nuclear de neurônios olfatórios e do posicionamento relativo de alelos ativos e inativos (nº 2007/57734-5); Modalidade Bolsa no país – Regular – Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Bettina Malnic (IQ-USP); Bolsista Lucia Maria Armelin-Correa; Investimento R$ 222.662,28 (FAPESP).
Artigo científico
ARMELIN-CORREA, L.M. et al. Nuclear compartmentalization of odorant receptor genes. PNAS. v. 111, n. 7, p. 2782-87. 18 fev. 2014.
ARMELIN-CORREA, L.M. et al. Nuclear compartmentalization of odorant receptor genes. PNAS. v. 111, n. 7, p. 2782-87. 18 fev. 2014.
Fonte: Revista Fapesp on line - edição 220
Por: Maria Guimarães
quarta-feira, 25 de junho de 2014
GUIA DE EXAMES: Aplicativo com mais de 300 tipos de exames para consulta:
Interessante para auxiliar nos exames - Aplicativo com mais de 300 tipos de exames para consulta.
- Divididos em categorias: Bioquímica, Hematologia, Microbiologia, Parasitologia e Imunologia;
- Descrições da metodologias utilizadas.
- O aplicativo já esta disponível para Android e IOS.
- Para celulares com Android acesse o link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ideiamendes.guiadeexames
- Para celulares Iphone acesse o link: https://itunes.apple.com/us/app/guia-de-exames/id881676002?mt=8
- Empresa Ideia Mendes http://www.ideiamendes.com.br/
- Página do Facebook https://www.facebook.com/IdeiaMendes
domingo, 22 de junho de 2014
Projeto Canudos - 2014
Parabéns aos alunos da Universidade Metodista selecionados para participar do Projetos Canudos, em especial às alunas da Biomedicina Metodista !!!!
Boa viagem!!!!
sexta-feira, 20 de junho de 2014
Rotas alternativas: Esforço de pesquisa para substituir o uso de animais em testes começa a mostrar resultados
Ganha musculatura no país uma articulação entre laboratórios
públicos, grupos de pesquisa e órgãos governamentais para reduzir ou
substituir o uso de animais em testes de segurança e eficácia de
produtos. O esforço foi deflagrado em 2012, com a criação pelo governo
federal da Rede Nacional de Métodos Alternativos (Renama) e o lançamento
de uma chamada de projetos pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico (CNPq), que contemplou 10 projetos de pesquisa
no âmbito da Renama. Todos estão em andamento e têm focos diversos, como
a produção de kits de pele artificial para testes de
sensibilidade de cosméticos, estudos com larvas capazes de substituir
mamíferos em exames de toxicidade ou a redução do número de roedores no
controle de qualidade de vacinas. Três laboratórios fazem parte do
núcleo central da Renama. Um deles é o Laboratório Nacional de
Biociências (LNBio), em Campinas. Os outros ficam no Rio de Janeiro: o
Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS), vinculado à
Fundação Oswaldo Cruz, e o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade
e Tecnologia (Inmetro).
Em março, essa estrutura ainda em fase de consolidação foi desafiada a
cumprir uma meta ambiciosa: dar suporte para a substituição
progressiva, nos próximos cinco anos, do uso de animais em testes,
sempre que existir uma alternativa validada. Para novos métodos ainda
não validados, esse processo envolverá o Centro Brasileiro de Validação
de Métodos Alternativos (Bracvam) e toda a estrutura da Renama. A
substituição foi decidida pelo Conselho Nacional de Controle da
Experimentação Animal (Concea), instituição colegiada vinculada ao
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), responsável desde
2009 por estabelecer normas para a experimentação animal no Brasil e
substituir animais para propósitos científicos e didáticos quando
existirem recursos alternativos. Em maio, o Concea recebeu do Bracvam a
primeira recomendação de métodos alternativos já validados e aceitos
internacionalmente. São 17 técnicas, que envolvem sensibilidade cutânea,
potencial de irritação e corrosão ocular e toxicidade. “A resolução
permitirá que o país efetivamente adote métodos alternativos em testes
de agrotóxicos, cosméticos e medicamentos”, diz o coordenador do Concea,
José Mauro Granjeiro.
O maior potencial para a substituição de animais por métodos
alternativos não está nas pesquisas científicas de cunho acadêmico, mas
sim nos testes exigidos pelas agências regulatórias para garantir a
segurança e a eficácia de produtos. “Os experimentos com animais feitos
para averiguar hipóteses científicas são idealizados de forma
independente pelos pesquisadores: cada um tem a sua pergunta específica e
idealiza um conjunto peculiar de experimentos para respondê-la.
Portanto, é muito mais difícil padronizá-los”, explica Eduardo Pagani,
pesquisador e gerente de desenvolvimento de fármacos do LNBio. “Já os
testes exigidos por agências do mundo inteiro para cosméticos e outros
produtos são sempre feitos de acordo com métodos padronizados. Neles, há
mais espaço para propor alternativas que não usem animais”, observa. A
exigência dos testes in vivo para registro de medicamentos e
cosméticos começou na década de 1960, após o conhecido acidente com a
substância talidomida. O medicamento foi vendido no mundo todo com a
indicação de combater o enjoo em grávidas. Milhares de mães que usaram o
remédio tiveram filhos com deformações. Já o movimento para substituir
os modelos animais por métodos alternativos ganhou força em 2003, quando
a Europa propôs o banimento do uso em testes de cosméticos, e demorou
duas décadas para ser implementado.
Os projetos sobre métodos alternativos apoiados pelo MCTI em 2012
foram divididos em duas vertentes. Numa delas, a meta foi identificar
grupos que já trabalhavam com métodos alternativos e apoiar estudos
realizados por eles. Nove projetos de grupos de São Paulo, Bahia, Goiás,
Rio de Janeiro, Santa Catarina e Rio Grande do Sul foram selecionados.
Uma segunda vertente tinha foco específico: desenvolver competência no
Brasil para produzir em escala industrial kits de pele humana
cultivada, utilizados pela indústria de cosméticos para testes de
segurança de seus produtos, mas cuja importação se tornou um problema no
Brasil. Acontece que os kits com células vivas deterioram em
poucos dias e a demora nos trâmites alfandegários frequentemente
inviabiliza sua aquisição – o que leva as indústrias a realizar tais
testes no exterior.
O projeto contemplado foi o de um
grupo da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP, liderado por Silvya
Stuchi-Maria Engler, que começou a produzir pele artificial em meados
dos anos 2000, com apoio da FAPESP (ver Pesquisa FAPESP nº 166).
Produzida a partir de células retiradas de doadores, a pele reproduz os
mesmos tecidos biológicos da humana e pode ser utilizada para avaliar a
toxicidade e a eficácia de novos compostos para fármacos e produtos
cosméticos. Originalmente, a pesquisa sobre pele cultivada buscava dar
suporte a outra linha de investigação em que Silvya está envolvida: o
estudo de moléculas capazes de deter o melanoma, tumor de pele muito
agressivo. “Logo percebemos que a pele poderia ajudar as empresas”,
afirma. “Os kits
são uma alternativa para testes de cosméticos, mas é bom lembrar que o
uso de animais segue imprescindível, por exemplo, em testes para o
desenvolvimento de medicamentos”, observa Silvya.
O Instituto Butantan, com sua vocação para desenvolver e produzir
soros e vacinas, vem diminuindo a quantidade de animais, como
camundongos e cobaias, utilizados para o controle de qualidade. Esse
esforço já levou, entre outros avanços, à redução em mais de 60% do uso
de camundongos em testes de qualidade da vacina recombinante contra a
hepatite B, graças à criação de um teste imunoenzimático com funções
equivalentes. O trabalho do instituto habilitou-o a apresentar um
projeto no edital da Renama, envolvendo vários métodos alternativos para
controle de qualidade de vacinas e soros. Numa das frentes de pesquisa,
o objetivo é reduzir o número de animais nos testes em lotes da vacina
de difteria e tétano, com a adoção de um ensaio in vitro para
detectar a atividade imunogênica. Em outra, a meta é substituir ensaios
em cobaias por ensaios em células no controle da anatoxina diftérica –
toxina da difteria que mantém atividade imunogênica, embora não seja
mais tóxica. Um terceiro foco é a adaptação para vacinas produzidas pelo
instituto de um kit que substitui o uso de coelhos em testes de
pirogênios, contaminantes que causam febre e podem ser oriundos de
microrganismos ou aglomerados proteicos. Em quarto lugar, procura-se
reduzir o uso de camundongos na sorologia para vacina de coqueluche – a
ideia é utilizar para a doença os mesmos animais usados para dosar
anticorpos contra difteria e tétano. A redução do número é sensível: de
170 animais por lote de vacina para apenas seis cobaias.
Por fim, o Butantan já está obtendo êxito em uma técnica com
potencial para substituir o uso de camundongos por um ensaio
imunoenzimático numa etapa da produção da vacina contra a raiva. “A
redução e a substituição de animais é um caminho sem volta”, diz o
químico Wagner Quintilio, pesquisador do Butantan responsável pelo
projeto. “Existe a pressão da sociedade e dos comitês de ética em
pesquisa, que não permitem o uso exagerado de animais. Há também a
pressão econômica. Criar os animais em condições adequadas custa caro e
ocupa muito espaço”, afirma.
Já o projeto do grupo liderado pela micologista Maria José Giannini,
professora da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Araraquara, da
Universidade Estadual Paulista (Unesp), prevê a criação do Centro para o
Desenvolvimento e Validação de Métodos Alternativos (Cedevam), a fim de
criar e testar técnicas que reduzam o uso de animais. Maria José é
supervisora da pós-doutoranda Liliana Scorzoni, responsável por uma
pesquisa sobre modelos capazes de substituir mamíferos por outros
organismos em testes de virulência de micróbios e a eficácia de drogas. O
front mais adiantado é o do Galleria mellonella, espécie
de inseto lepidóptero, cuja larva é útil para verificar a atividade de
determinadas substâncias. “É de fácil manuseio e pode minimizar o uso de
animais”, diz Maria José, que também é membro do Conselho Superior da
FAPESP. “A larva tem células semelhantes às do sistema imunológico.
Quando se injeta uma substância tóxica, ela reage e escurece”, afirma. A
expectativa é de que o Galleria substitua outros animais, como ratos e camundongos, em pelo menos alguma etapa dos testes de toxicidade e virulência.
Outro modelo alternativo na mira do grupo da Unesp é o C. elegans,
nematódeo de um milímetro de comprimento sensível à infecção por
bactérias e fungos patógenos. “Tem um sistema imune para o
reconhecimento e a eliminação de patógenos com alta semelhança ao dos
vertebrados. Além disso, seu genoma foi completamente sequenciado, o que
ainda não é o caso do Galleria”, afirma Maria José. Os dois modelos estão sendo testados para avaliar a virulência de fungos Paracoccidioides, endêmicos na América Latina. Outros modelos, como o do peixe zebrafish,
serão testados. Em 2010, a Pró-reitoria de Pesquisa da Unesp, cuja
titular é a professora Maria José, organizou em São Paulo um fórum
internacional para discutir alternativas a testes de toxicidade com
animais, que trouxe autoridades como Thomas Hartung, diretor do Centro
de Alternativas aos Testes em Animais, da Universidade Johns Hopkins. “A
busca de modelos alternativos é importante também para desenvolver
métodos mais eficientes. Modelos animais têm limitações e, às vezes, não
são suficientes para garantir a segurança, como se pode ver com
medicamentos aprovados que acabam retirados do mercado”, diz Maria José.
A decisão do Concea de impulsionar o reconhecimento de métodos
alternativos validados foi uma resposta a uma petição da organização não
governamental Humane Society International, que reivindicava o
banimento de ensaios em animais para cosméticos. No estado de São Paulo,
ensaios em animais para cosméticos estão proibidos por uma lei estadual
sancionada em janeiro de 2014. O Concea, que não aceitou o pedido,
entendeu que acelerar a implantação de técnicas alternativas promoverá
maior redução no uso de animais que apenas a proibição exclusiva do uso
de animais para análise de cosméticos, já que praticamente não se usam
mais animais para este fim. “O banimento completo colocaria em xeque a
segurança da população”, diz o médico e biofísico Marcelo Morales,
professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e
ex-coordenador do Concea. “Ele pode inviabilizar o desenvolvimento de
cosméticos com ingredientes novos ou moléculas descobertas na nossa
biodiversidade que contenham contaminantes desconhecidos”, afirma. Luiz
Henrique do Canto Pereira, coordenador-geral de biotecnologia e saúde do
MCTI, afirma que o banimento poderia prejudicar a estratégia definida
pelo MCTI de substituir, reduzir e refinar o uso de animais em testes
sempre que isso for possível. “A campanha pelo banimento atropela o
esforço que estamos fazendo desde 2011, quando começamos a conceber essa
iniciativa, para organizar no país uma rede estruturada, capaz de
validar e disseminar de forma mais ampla os métodos alternativos,
incluindo não apenas cosméticos mas também fármacos e agrotóxicos”,
afirma. “Mesmo na Europa há salvaguardas que permitem a realização de
testes se houver riscos à saúde da população.”
Há quem veja certo açodamento no prazo de cinco anos para a
substituição estipulado pelo Concea. “Começamos recentemente a investir
no desenvolvimento de métodos alternativos aqui no Brasil e agora
corremos o risco de morrer na praia se não tivermos resultados
imediatos”, diz Maria José Giannini, da Unesp. “As empresas,
pressionadas pelo prazo, poderão importar técnicas em vez de usar a expertise
nacional. Isso já acontece hoje. Empresas de cosméticos afirmam que não
fazem testes com animais no Brasil. Mas fazem em outros países, para
garantir a segurança dos produtos”, explica.
A expectativa de Octavio Presgrave, coordenador do Bracvam, é de que
práticas aceitas internacionalmente tenham aprovação rápida. “Para a
validação interna será necessário demonstrar que os registros já obtidos
no exterior se reproduzem em testes feitos nos nossos laboratórios”,
afirma Presgrave, que é pesquisador do Instituto Nacional de Controle de
Qualidade em Saúde (INCQS). Segundo ele, o prazo de cinco anos é
factível. “É tempo suficiente para que as empresas e laboratórios se
adaptem”, diz. Em outros casos, o trabalho do Bracvam será mais
demorado. É o caso, por exemplo, do protocolo Het-Cam, que busca
substituir o uso de coelhos por uma membrana do ovo de galinha na
identificação de compostos corrosivos ou muito irritantes. O método,
criado na Europa em 1985, é aceito apenas como pré-teste na França e na
Alemanha. O processo do Het-Cam será o primeiro estudo de validação no
Brasil seguindo preceitos internacionais, afirma Presgrave. “Quando
deixamos de usar animal num teste, há um ganho ético importante. Mas um
novo método também significa criar conhecimento. Desenvolvemos inovações
na busca de métodos mais fidedignos e sensíveis”, afirma.
Em outra frente para reduzir o uso de animais em testes de
laboratório, o LNBio recebeu recursos do MCTI para criar um núcleo de
testes in silico, para reduzir o uso de animais na pesquisa de medicamentos. In silico
refere-se ao silício utilizado em circuitos integrados e significa “em
computador”. Essa expressão foi criada em analogia às expressões in vivo e in vitro, utilizadas há bastante tempo. Testes in silico
envolvem simulações em computador para avaliar, por exemplo, se
moléculas candidatas a novos medicamentos têm realmente essa vocação. “O
computador pode comparar a estrutura da molécula candidata com a de
outras já testadas e cujas características estão armazenadas em bancos
de dados para definir se vale a pena prosseguir com seu
desenvolvimento”, diz Eduardo Pagani, do LNBio. Estes testes também
podem ajudar a avaliar se uma determinada molécula, mesmo com potencial,
tem mesmo chances de ser absorvida pelo organismo se administrada, por
via oral. Estimativas clássicas dão conta de que de 5 mil a 10 mil
moléculas são inicialmente avaliadas para potencial atividade em um
alvo; 250 são sintetizadas e iniciam testes em animais; cinco iniciam os
testes clínicos em humanos e apenas uma chega ao mercado como
medicamento. “A ideia dos testes in silico é diminuir ainda mais o
número de substâncias que são submetidas a testes em animais pela
eliminação rápida daquelas que se mostrarem inviáveis. Trata-se de um
filtro que evita o desperdício de tempo, recursos financeiros e
principalmente o uso injustificável de animal em projetos
previsivelmente destinados ao fracasso.”
O LNBio divulgou no mês passado os resultados de um edital que
franqueou a empresas, institutos de pesquisa e universidades a
possibilidade de realizar testes in silico no laboratório. Foram
recebidas 19 propostas de sete empresas. “Todas foram aprovadas e, nos
próximos meses, vamos iniciar os testes”, diz Tiago Sobreira,
pesquisador de bioinformática do LNBio responsável pela parte
operacional dos testes in silico. As empresas manifestaram o
interesse de participar da chamada e agora negociarão os termos dessa
participação, que inclui a proteção de segredos industriais. Entre os
contemplados estão laboratórios, como Farmanguinhos, Cristália e
Eurofarma, e indústrias de cosméticos, como Boticário e Natura. “Quem
desenvolve fármacos diz que demora 15 anos e custa R$ 1 bilhão para
colocar um produto no mercado. O Brasil tem um déficit comercial
farmacêutico de R$ 6 bilhões por ano. Precisamos gerar um esforço
público para os brasileiros desenvolverem remédios aqui”, diz Pagani.
A implementação de métodos
alternativos depende da existência de laboratórios reconhecidos nas
chamadas boas práticas de laboratório (BPL), mas eles ainda são poucos
no Brasil. “As boas práticas contribuem para a rastreabilidade e,
portanto, para a confiança no estudo realizado. A confiabilidade dos
métodos alternativos também será garantida pela realização de
comparações entre os laboratórios da Renama”, diz o coordenador do
Concea, José Mauro Granjeiro, responsável por essa área no Inmetro.
Recentemente, o Inmetro coordenou uma comparação entre cinco
laboratórios da rede, com apoio de uma consultoria internacional com
experiência – Centro Europeu para Validação de Métodos Alternativos
(Ecvam, na sigla em inglês) –, cujos resultados estão sendo analisados.
A ampliação dos estudos sobre métodos alternativos dependerá de um
reforço no financiamento aos grupos de pesquisa envolvidos, observa Luiz
Henrique Canto, do MCTI. “Conseguimos desenhar uma estrutura e
começamos a avançar e o MCTI vem envidando todos os esforços, inclusive
buscando apoio no Congresso por meio de emendas parlamentares, para o
fortalecimento da Renama. Acreditamos que essa iniciativa poderá
beneficiar em muito o desenvolvimento científico e tecnológico do país
na área das ciências da vida”, afirma.
Fonte: Revista Fapesp on line - 220
Por: Fabrício Marques
terça-feira, 17 de junho de 2014
Ponte entre hemisférios: Caminhos alternativos conectam áreas distantes em lados opostos do cérebro
Um
mistério que há quase meio século persiste sem explicação na
neurociência pode ter sido esclarecido agora por um grupo de
pesquisadores brasileiros e ingleses. Pessoas que nascem sem um
importante feixe de fibras nervosas que conecta os dois hemisférios
cerebrais, o corpo caloso, em princípio teriam dificuldade em associar o
aprendizado e a memória armazenados em lados opostos do cérebro.
Acontece que o cérebro de algumas delas parece preservar essa
habilidade, um paradoxo bastante conhecido dos neurocientistas, mas
nunca devidamente esclarecido. Em um artigo publicado em maio na revista
PNAS, da Academia de Ciências dos Estados Unidos, os
pesquisadores relatam uma possível explicação para esse antigo
quebra-cabeça. Eles verificaram que o cérebro de pessoas que nascem sem o
corpo caloso parece ser capaz de criar rotas alternativas e garantir a
comunicação entre os dois hemisférios cerebrais. No estudo, coordenado
pelos médicos Fernanda Tovar-Moll e Roberto Lent, ambos do Instituto
D’Or de Pesquisa e Ensino (IDOr) e do Instituto de Ciências Biomédicas
da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), o grupo identificou e
descreveu morfologicamente esses novos caminhos, que parecem compensar a
ausência dessa importante estrutura cerebral.
Situado na região central do cérebro, o corpo caloso funciona como
uma ponte conectando os hemisférios direito e esquerdo por meio de 200
milhões de fibras nervosas. Ainda nos anos 1960, pesquisadores
verificaram que a remoção cirúrgica do corpo caloso — procedimento
conhecido como calosotomia — prejudicava a capacidade das pessoas de
perceber e interpretar o mundo. Eles constataram que a comunicação entre
os dois hemisférios era seriamente comprometida nas pessoas em que essa
estrutura havia sido retirada cirurgicamente para tratamento de
distúrbios neurológicos, como a epilepsia. Por ser considerada um
procedimento paliativo, e não curativo, além de bastante agressivo e
invasivo, a calosotomia era e ainda é usada apenas em casos muito
específicos. “Acreditava-se que a remoção do corpo caloso impediria, no
caso da epilepsia, que as conexões neuronais que não funcionam
adequadamente e desencadeiam as convulsões se espalhassem para neurônios
do hemisfério vizinho”, explica Fernanda.
Nos casos cirúrgicos, a remoção desse conjunto de fibras pode ser
completa. O procedimento interrompe a troca de informações entre os dois
hemisférios cerebrais, desencadeando a síndrome de desconexão
inter-hemisférica. A pessoa cujo corpo caloso é completamente retirado
por meio de cirurgia pode se tornar incapaz de dizer o nome de um objeto
caso, vendada, o apanhe com a mão esquerda. Isso porque o
reconhecimento tátil dessa mão é processado pelo hemisfério direito do
cérebro, enquanto a fala é controlada pelo hemisfério esquerdo. E, para
perceber um objeto e dizer seu nome, é preciso que os dois hemisférios
troquem informações entre si. Segundo Fernanda, o que explica essa
incapacidade no caso dessas pessoas é o fato de o sinal não conseguir
passar do lado direito para o esquerdo por conta da ausência dessa
ponte.
Mas há tempos também se sabe que o mesmo não acontece com quem nasce
sem essa estrutura cerebral. Em 1968, o neurocientista Roger Sperry,
prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1981, verificou que pessoas
que nascem sem o corpo caloso são capazes de reconhecer e dizer o nome
de qualquer objeto, independentemente da mão com a qual o seguram. Essa
constatação, também conhecida como paradoxo de Sperry, deixava os
neurocientistas intrigados, porque não se sabia ao certo como um
hemisfério se comunicava com o outro na ausência do corpo caloso.
Problemas de formação
No estudo da PNAS, Fernanda e seus colaboradores avaliaram seis pessoas de ambos os sexos com idade entre seis e 33 anos e problemas na formação do corpo caloso que variavam de sua ausência completa (agenesia) até o desenvolvimento de um corpo caloso atrofiado. Dos voluntários que participaram do estudo, dois não tinham o corpo caloso; dois o tinham em tamanho menor que o normal (hipoplasia); e outros dois apresentavam apenas partes da estrutura formada (disgenesia parcial). Ao realizarem testes de reconhecimento tátil e visual, os pesquisadores verificaram que a comunicação entre os dois hemisférios do cérebro das pessoas que nasceram sem o corpo caloso ou com apenas parte dele era praticamente igual à observada em um grupo de controle, composto por pessoas com cérebros saudáveis.
No estudo da PNAS, Fernanda e seus colaboradores avaliaram seis pessoas de ambos os sexos com idade entre seis e 33 anos e problemas na formação do corpo caloso que variavam de sua ausência completa (agenesia) até o desenvolvimento de um corpo caloso atrofiado. Dos voluntários que participaram do estudo, dois não tinham o corpo caloso; dois o tinham em tamanho menor que o normal (hipoplasia); e outros dois apresentavam apenas partes da estrutura formada (disgenesia parcial). Ao realizarem testes de reconhecimento tátil e visual, os pesquisadores verificaram que a comunicação entre os dois hemisférios do cérebro das pessoas que nasceram sem o corpo caloso ou com apenas parte dele era praticamente igual à observada em um grupo de controle, composto por pessoas com cérebros saudáveis.
Na tentativa de entender melhor como o cérebro dos dois grupos
funcionava de modo semelhante, os pesquisadores mapearam seus cérebros
por meio de técnicas de ressonância magnética estrutural (RM) que
permitem visualizar as conexões neurais e técnicas de ressonância
magnética funcional (RMf), que mede a atividade cerebral a partir de
variações no fluxo sanguíneo regional. O grupo observou que,
diferentemente do cérebro das pessoas saudáveis e de pacientes que
tiveram o corpo caloso retirado em cirurgia, os cérebros das pessoas que
não tinham o corpo caloso ou que o tinham malformado apresentavam vias
nervosas alternativas ligando os dois hemisférios, possivelmente desde o
nascimento. “Identificamos em pessoas que haviam nascido sem o corpo
caloso, e também nas que o tinham parcialmente formado, um conjunto de
fibras nervosas formando feixes compactos que conectam regiões
responsáveis pela transferência de informações táteis entre os dois
hemisférios”, relata Fernanda. Seriam duas as rotas alternativas de
comunicação entre os hemisférios cerebrais. Segundo a médica, elas
ligam, bilateralmente, a região do córtex parietal posterior, área
relacionada ao reconhecimento tátil.
O grupo acredita que esses circuitos cerebrais alternativos, no caso
das pessoas que nascem sem o corpo caloso, são gerados durante o
desenvolvimento embrionário – entre a 12ª e a 20ª semana de gestação –,
quando a plasticidade anatômica do cérebro é alta e capaz de desviar o
crescimento dos axônios, a parte do neurônio responsável pela condução
de impulsos elétricos de uma célula para outra. A essa capacidade do
cérebro de reconectar áreas distantes, os neurocientistas se referem
como plasticidade de longa distância. Os pesquisadores ainda não sabem
se o cérebro de todos aqueles que nascem sem o corpo caloso desenvolve
essas rotas alternativas. Mas o fato de as terem observado em alguns
casos já indica que é possível. Por enquanto, os resultados obtidos pelo
grupo de Fernanda e Lent não só esclarecem esse antigo paradoxo como
também sugerem que mesmo as longas ligações formadas no cérebro durante
seu desenvolvimento podem ser modificadas, provavelmente em resposta a
fatores ambientais ou genéticos, abrindo caminho para uma melhor
compreensão de uma série de doenças humanas resultantes de conexões
neuronais anormais formadas durante o desenvolvimento intrauterino.
Artigo científico
TOVAR-MOLL, F. et al. Structural
and functional brain rewiring clarifies preserved inter-hemispheric
transfer in humans born without the corpus callosum. PNAS. mai. 2014.
Fonte: Revista Fapesp on line -edição 220
Por: Rodrigo de Oliveira Andrade
segunda-feira, 16 de junho de 2014
Novo site da Universidade Metodista - Curso de Biomedicina
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sábado, 14 de junho de 2014
Identidade esclarecida: Nova metodologia diferencia as estruturas das heparinas de baixo e ultrabaixo peso molecular e elucida sua ação como anticoagulante
Alerta vermelho: o núcleo oval de mastócito preenchido e cercado por grânulos (em vermelho) que contêm heparina, liberada em resposta a bactérias e vírus |
Sempre foi difícil separar os diversos tipos de heparina, substância
produzida pela maioria dos organismos e usada como anticoagulante. Cada
tipo, com peso molecular próprio, pode ter funções diferentes, até mesmo
opostas. Comparando as características estruturais de uma heparina de
baixo peso molecular, usada há décadas, com as de ultrabaixo peso
molecular, produzidas há apenas alguns anos, pesquisadores da
Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) verificaram que as
propriedades anticoagulantes das heparinas de ultrabaixo peso molecular
podem variar de acordo com a composição das cadeias de açúcar que as
compõem e com o próprio peso molecular, apesar de serem estruturalmente
semelhantes às de baixo peso molecular.
“Quanto menor o peso molecular, mais específica será a ação da
heparina sobre determinadas enzimas fundamentais para a coagulação do
sangue”, diz Helena Nader, professora da Unifesp e uma das principais
especialistas em heparina no mundo. Nos anos de 1970, seu orientador de
doutorado e futuro marido, Carl Peter Dietrich, falecido em 2005, isolou
a heparina de baixo peso molecular, o que possibilitou sua produção em
ampla escala como anticoagulante. Agora a equipe da Unifesp desenvolveu
uma metodologia de identificação das estruturas químicas das heparinas
de baixo e ultrabaixo peso molecular, mostrando como usar melhor cada
grupo e abrindo novas possibilidades de uso.
“Podemos agora entender os mecanismos de ação das heparinas de baixo e
ultrabaixo peso molecular mais usadas atualmente”, afirma Marcelo
Andrade de Lima, pesquisador do Departamento de Bioquímica da Unifesp e
primeiro autor de um artigo publicado na Thrombosis and Haemostasis
em março de 2013 e destacado pelos editores em março de 2014 como um
dos mais importantes trabalhos publicados na própria revista no ano
anterior.
Tornou-se possível identificar as reações químicas usadas para
produzir cada tipo de heparina, desse modo evitando equívocos e
falsificações. A partir daí, os especialistas poderiam desenvolver
reações químicas específicas para obter heparinas de ultrabaixo peso
molecular com ações novas ou mais específicas. “Poderíamos determinar
por qual caminho queremos que esses novos compostos atuem no organismo
e, assim, criar novos agentes terapêuticos”, diz Lima.
Produzidas por células chamadas mastócitos, encontradas em diferentes
tecidos, as heparinas em geral se ligam a um inibidor natural da
coagulação chamado antitrombina, aumentando em até 2 mil vezes a
velocidade com que a antitrombina inibe as enzimas responsáveis pela
coagulação. Por isso são bastante usadas para evitar a formação de
coágulos, que podem ser fatais. O processo de coagulação constitui uma
sequência de reações enzimáticas. Como em uma cascata, elas se ligam uma
a outra, convertendo pró-enzimas em enzimas ativas, que por fim
transformam uma proteína solúvel, o fibrinogênio, em outra, insolúvel,
denominada fibrina, que corresponde ao produto final da coagulação.
“Todas as heparinas agem da mesma forma sobre a antitrombina”, diz
Helena. Quanto menor o peso molecular, porém, mais seletiva será a ação.
As heparinas convencionais, chamadas de não fracionadas, constituídas
por moléculas com pesos moleculares diferentes, depois de se ligarem à
antitrombina, inibem a ação de pelo menos cinco enzimas desde o início
do processo de coagulação do sangue. As de baixo peso molecular agem
principalmente em duas enzimas – chave do processo, o Fator Xa e a
trombina, ou Fator IIa. As de ultrabaixo peso molecular são ainda mais
seletivas e agem apenas sobre a Xa, inibindo sua ação. “Ao separar as
heparinas de acordo com o peso molecular e características estruturais
peculiares, restringimos sua ação, cada vez mais específica”, afirma
Lima.
Os rastros da heparina
Essas reações são conhecidas há décadas, mas poucos pesquisadores haviam se preocupado em identificar as estruturas químicas responsáveis por sua ação anticoagulante. Em colaboração com pesquisadores do Paraná, Estados Unidos e França, Lima e Helena desenvolveram uma metodologia para determinar as diferenças entre dois fármacos do grupo das heparinas de ultrabaixo peso molecular: a semuloparina, com peso molecular de 2,9 mil daltons (a unidade de medida da massa molecular), produzida na França; e a bemiparina, com 3,8 mil daltons, fabricada na Espanha. As duas foram comparadas com a enoxaparina, a heparina de baixo peso molecular mais usada no mundo, também produzida na França, com peso molecular de 4,1 mil daltons. Todas foram produzidas a partir da heparina não fracionada de mucosa intestinal de porcos, uma das principais fontes da heparina usada como medicamento.
Essas reações são conhecidas há décadas, mas poucos pesquisadores haviam se preocupado em identificar as estruturas químicas responsáveis por sua ação anticoagulante. Em colaboração com pesquisadores do Paraná, Estados Unidos e França, Lima e Helena desenvolveram uma metodologia para determinar as diferenças entre dois fármacos do grupo das heparinas de ultrabaixo peso molecular: a semuloparina, com peso molecular de 2,9 mil daltons (a unidade de medida da massa molecular), produzida na França; e a bemiparina, com 3,8 mil daltons, fabricada na Espanha. As duas foram comparadas com a enoxaparina, a heparina de baixo peso molecular mais usada no mundo, também produzida na França, com peso molecular de 4,1 mil daltons. Todas foram produzidas a partir da heparina não fracionada de mucosa intestinal de porcos, uma das principais fontes da heparina usada como medicamento.
Por meio de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) e
outras técnicas, o grupo da Unifesp avaliou as características
estruturais de cada substância e as relacionou com seu peso molecular.
“Desenvolvemos um método que combina diferentes técnicas e análises
matemáticas para avaliar essas estruturas”, diz Helena. “Em seguida
tentamos entender como poderíamos usar esses dados para a concepção de
novas drogas.”
Definidas as estruturas químicas dessas heparinas no Laboratório
Institucional de RMN da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e
outros centros de análise, os pesquisadores identificaram a reação
química usada para obter as heparinas de baixo e ultrabaixo peso
molecular. Cada heparina, de baixo e ultrabaixo peso, foi obtida por
meio de um processo específico. “A reação química usada para
despolimerizar a heparina deixa rastros. Nosso método identifica esses
rastros e a reação usada na produção de cada substância”, afirma Lima.
Um dos rastros é a composição das cadeias de açúcares da heparina,
que aumentam a afinidade pela antitrombina. No caso da semuloparina, uma
reação química específica usada pela empresa Sanofi, da França, é capaz
de despolimerizar a heparina preservando uma sequência de cinco
açúcares, que se ligam fortemente à antitrombina. “Assim, a semuloparina
foi obtida por uma reação química específica em que os pentassacarídeos
são preservados na maioria das moléculas, levando a um composto com
atividade anticoagulante dirigida contra o Fator Xa e sem ação contra a
trombina”, diz Helena. Essas informações ajudaram a explicar resultados
clínicos recentes. Há três anos, a empresa francesa relatou que a
administração de semuloparina teria reduzido em 64% o risco de trombose
venosa profunda, embolia pulmonar e mortes relacionadas a
tromboembolismo venoso em pessoas com câncer no início da quimioterapia.
O Brasil produz apenas a heparina não fracionada, retirada da mucosa
de bois e porcos. Em 2012, o país exportou o equivalente a R$ 24 milhões
de heparina não fracionada e importou as formas mais purificadas, de
maior valor agregado.
Projetos
1. Espectrometria de massas e de ressonância magnética nuclear na caracterização estrutural de glicosaminoglicanos e polissacarídeos complexos de invertebrados e algas (n° 2010/52426-3); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Helena Bonciani Nader (Unifesp); Investimento R$ 819.080,01 (FAPESP).
2. Compostos bioativos obtidos a partir de resíduos de carcinicultura e modificações químicas de heparina (nº 2012/00850-1); Modalidade Bolsa no país – Regular – Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Helena Bonciani Nader (Unifesp); Bolsista Marcelo Andrade de Lima (Unifesp); Investimento R$ 152.469,11 (FAPESP).
1. Espectrometria de massas e de ressonância magnética nuclear na caracterização estrutural de glicosaminoglicanos e polissacarídeos complexos de invertebrados e algas (n° 2010/52426-3); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Helena Bonciani Nader (Unifesp); Investimento R$ 819.080,01 (FAPESP).
2. Compostos bioativos obtidos a partir de resíduos de carcinicultura e modificações químicas de heparina (nº 2012/00850-1); Modalidade Bolsa no país – Regular – Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Helena Bonciani Nader (Unifesp); Bolsista Marcelo Andrade de Lima (Unifesp); Investimento R$ 152.469,11 (FAPESP).
Artigos científicos
LIMA, M. A. et al. Ultra-low-molecular-weight heparins: precise structural features impacting specific anticoagulant activities. Thrombosis and Haemostasis. v. 109, n. 3, p. 471-8. mar. 2013.
CHRISTIAN W. e GREGORY Y. H. L.. Editors’ Choice papers in Thrombosis and Haemostasis. Thrombosis and Haemostasis. v. 111, n. 1, p. 185-8. jan. 2014.
LIMA, M. A. et al. Ultra-low-molecular-weight heparins: precise structural features impacting specific anticoagulant activities. Thrombosis and Haemostasis. v. 109, n. 3, p. 471-8. mar. 2013.
CHRISTIAN W. e GREGORY Y. H. L.. Editors’ Choice papers in Thrombosis and Haemostasis. Thrombosis and Haemostasis. v. 111, n. 1, p. 185-8. jan. 2014.
Fonte: Revista Fapesp on line - edição 219
Por: RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE
quinta-feira, 12 de junho de 2014
Momento histórico para a Ciência.... apesar do pouco destaque durante a transmissão da abertura da Copa.
Paraplégico chuta bola com exoesqueleto de Nicolelis, mas quase ninguém viu |
terça-feira, 10 de junho de 2014
Cientistas tentam controlar células do cérebro pela luz
STANFORD Optogenetics, tested in rodents, can control electrical activity in a few carefully selected neurons, and may hold new insights into our disorders. |
A optogenética é uma técnica que permite aos
cientistas ligar e desligar as células do cérebro com uma combinação de
manipulação genética e pulsos luminosos, numa atividade que vai além da
observação. As ferramentas da optogenética estão permitindo aos cientistas
encontrar e controlar neurônios que, por exemplo, regulam um tipo de agressão
em moscas-das-frutas. A esperança é que essa ferramenta revele mecanismos do
funcionamento cerebral do inseto que tenham equivalentes no cérebro humano.
Há um ano, o presidente Barack Obama anunciou
investimentos em uma pesquisa de mapeamento da atividade cerebral, com recursos
de US$ 100 milhões no primeiro ano. A quantia é pequena se comparada aos US$
4,5 bilhões que os Institutos Nacionais de Saúde (NIH, na sigla em inglês)
gastam anualmente em neurociência, mas ajudará a promover a investigação sobre
o cérebro e o mapeamento de seus caminhos, a começar por criaturas pequenas,
como as moscas.
Cori Bargmann, da Universidade Rockefeller, em Nova
York, é o responsável por definir as prioridades do NIH em sua participação
nessa iniciativa de estudo do cérebro. Para ela, a optogenética é um grande
exemplo de como a tecnologia pode fomentar o progresso científico. "A
optogenética é a coisa mais revolucionária que aconteceu na neurociência nas
últimas duas décadas", disse.
No cerne de toda a optogenética estão as proteínas
chamadas opsinas. Elas são encontradas nos olhos de seres humanos, em micróbios
e em outros organismos. Quando a luz incide numa opsina, ela absorve um fóton e
se altera.
No começo dos anos 2000, uma melhora na engenharia
de vírus permitiu que os genes de opsinas fossem encaixados em células nervosas
sem causar danos.
Em 2005, Karl Deisseroth, Edward Boyden, Feng
Zhang, Ernst Bamberg e Georg Nagel publicaram um estudo mostrando que uma
opsina chamada canalrodopsina 2 poderia ser usada para acionar neurônios de
mamíferos com luz azul. Foi um avanço, mas já havia antecedentes. Em 2002, Gero
Miesenböck, atualmente em Oxford, e Boris Zemelman, atualmente na Universidade
do Texas, provaram que a optogenética poderia funcionar. O sucesso da
descoberta foi demonstrado usando opsinas da mosca-das-frutas para acionar
neurônios de camundongos cultivados em laboratório.
Ehud Isacoff, da Universidade da Califórnia, em
Berkeley, analisou o desenvolvimento da optogenética recentemente, após a
entrega do Prêmio Europeu do Cérebro de 2013 para seis pessoas, incluindo
Deisseroth e Boyden, por seus trabalhos em optogenética.
O grupo de Deisseroth, disse Isacoff, concentrou-se
nas opsinas microbianas, baseando-se nos estudos dos cientistas Bamberg, Nagel
e Peter Hegemann, da Universidade Humboldt, em Berlim. Eles descobriram como
introduzir uma dessas opsinas de forma segura nos neurônios de mamíferos, para
que esses neurônios respondessem com força à luz.
Logo depois, o laboratório de Stefan Herlitze, da
Universidade do Ruhr-Bochum, na Alemanha, divulgou um resultado semelhante.
Deisseroth destacou, no entanto, que aquela pesquisa envolvia apenas células em
cultura. Ainda havia muitas perguntas. "Como introduzir a luz no fundo do
cérebro? Como mirar nesses genes? Isso irá controlar o comportamento? Será
capaz de ativar e desativar comportamentos?"
Os pesquisadores agora estão desenvolvendo técnicas
que, escreveu Isacoff, foram usadas para estudar ondas cerebrais, memória,
fome, dependência, agressão, namoro, modalidades sensoriais e comportamento
motor.
Em 2013, ao mesmo tempo em que prosseguia com o
desenvolvimento de técnicas da optogenética, o laboratório Deisseroth produziu
outra técnica. Ele e Kwanghun Chung deixaram os cérebros de camundongos
totalmente transparentes, com um método chamado Clarity. Cérebros de
camundongos foram embebidos em um hidrogel, substância bastante conhecida dos
químicos, mas nunca antes usada na neurociência. O método deixa o tecido
cerebral transparente, mas ainda disponível para testes bioquímicos.
O objetivo de Deisseroth continua sendo o de
encontrar uma maneira de ajudar as pessoas com doença mental severa ou
anomalias do cérebro. Recentemente, ele propôs formas para que a optogenética,
o Clarity e outras técnicas possam ser usadas com esse fim.
A optogenética é uma ferramenta crucial na
compreensão de funções. O Clarity, por outro lado, é uma ajuda para o
mapeamento básico da estrutura, o que, segundo ele, é tão importante de
entender quanto a atividade. "Já apliquei a eletroconvulsoterapia -eu sei
que podemos aplicar essa terapia e causar convulsão generalizada [em que toda a
atividade cerebral é perturbada]", diz ele. "Em poucos minutos, a pessoa volta por
completo. Volta de onde? Da estrutura", disse.
Fonte: Folha de SP on line –
Por James Gorman do “ New York Times”
domingo, 8 de junho de 2014
Baixo uso de cobaias fêmeas pode estar desviando resultados de pesquisas
Camundongos ou ratos, porcos ou cachorros, os animais usados em
laboratórios normalmente eram machos: os pesquisadores evitavam usar
fêmeas pelo receio de que seus ciclos reprodutivos e flutuações
hormonais pudessem interferir nos resultados de experimentos calibrados.
Escolha um medicamento ou tratamento, e provavelmente os pesquisadores sabem muito mais sobre seu efeito em homens.
As mulheres têm sido surpreendidas por efeitos colaterais e erros de
cálculo em dosagens que só são descobertos quando o produto chega ao
mercado. Agora os Institutos Nacionais de Saúde (NIH) dos Estados Unidos
dizem que esse viés de gênero na rotina de pesquisa precisa acabar.
Recentemente, na revista "Nature", os médicos Francis Collins, diretor
dos NIH, e Janine Clayton, diretora do departamento da agência para
pesquisas sobre a saúde da mulher, alertaram os cientistas de que é
preciso começar a testar suas teorias em fêmeas e em tecidos femininos.
As mulheres experimentam efeitos colaterais mais severos em tratamentos
novos, segundo estudos. No ano passado, a FDA (agência que regula os
setores de fármacos e alimentos nos EUA) recomendou que as mulheres
reduzissem pela metade as doses do sonífero Ambien, por exemplo, porque
novos estudos mostraram que elas metabolizam o ingrediente ativo mais
lentamente do que os homens.
As estatinas, a classe de drogas mais prescrita nos EUA, foram testadas
principalmente em homens, e a comprovação do seu benefício para mulheres
é limitada. As mulheres respondem de maneira diferente a uma série de
tratamentos e frequentemente não obtêm os mesmos benefícios que os
homens. As ideias para novos tratamentos são frequentemente geradas em
laboratório, onde há um arraigado viés de gênero na pesquisa biomédica
básica e na neurociência.
O viés em testes com mamíferos ficou evidente em oito de dez disciplinas
científicas incluídas numa análise de pesquisas já publicadas,
conduzida por Irving Zucker, professor da Universidade da Califórnia, em
Berkeley. Na neurociência, estudos feitos exclusivamente com animais
machos superavam os feitos apenas com fêmeas numa proporção de 5,5 para
1.
Mesmo quando os pesquisadores estudam doenças mais comuns em mulheres
-incluindo depressão e esclerose múltipla-, os animais machos
frequentemente são mais usados, segundo Zucker.
Jill Becker, da Universidade de Michigan, descobriu que as mulheres
aumentam o uso de medicamentos muito mais rapidamente do que os homens e
que o hormônio estradiol desempenha um papel importante nesse
crescimento. Ainda assim, os pesquisadores que estudam o aumento do uso
de drogas em ratos e camundongos se apoiam quase que totalmente em
machos, disse Becker. "Um dos pressupostos básicos tem sido o de que as
fêmeas são simplesmente uma variação sobre um tema, que não são um
mecanismo fundamentalmente diferente, que se você aprendeu sobre o
macho, já sabe o suficiente para lidar com machos e fêmeas", diz ela.
"Descobrimos que nem sempre é o caso."
Os pesquisadores também têm sido incentivados a estudar as células que
se originam de fêmeas bem como de machos. "Toda célula tem um sexo",
disse Clayton. "Cada célula ou é masculina ou é feminina, e essa
diferença genética resulta em processos bioquímicos diferentes dentro
dessas células."
Fonte: Folha de São Paulo on line
Por: RONI CARYN RABIN DO "NEW YORK TIMES"
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